Cette pile fonctionne depuis 176 ans et personne ne sait comment !

Les piles du carillon d'Oxford

Mis en route en 1840, l’Oxford Electric Bell est un carillon électrique à pile toujours en marche depuis 176 ans. Et à ce jour, il est impossible de dire combien d’années il va encore sonner.

Le carillon électrique d’Oxford est un mécanisme très simple. Deux cloches en laiton sont connectées en série à deux piles. Entre les deux, une petite boule métallique de 4 millimètres de diamètre est suspendue et frappe légèrement les cloches grâce à la force électrostatique :

fonctionnement du carillon d'oxford
En regardant de près, vous verrez le pendule exercer son mouvement de va-et-vient

À chaque fois que la boule touche une cloche, elle est chargée par la pile et se fait légèrement repousser, puis attirer par la seconde cloche. Le mouvement de balancier est assez rapide car la boule fait sonner le carillon deux fois par seconde.

Comment étaient fabriquées les piles au 19ème siècle ?

La toute première pile électrique fut inventée en 1800 par la physicien italien Alessandro Volta. Il est parvenu à générer un courant électrique en empilant des disques de zinc et de cuivre (ou d’argent), séparés par des couches de cartons imbibés d’une saumure acide :

fonctionnement de la pile de volta
Schéma du fonctionnement de la première pile électrique : la pile de Volta

La pile voltaïque transforme l’énergie produite par une oxydoréduction en énergie électrique grâce aux réactions suivantes :

  1. L’oxydation d’un atome de zinc produit deux électrons qui vont rejoindre le disque de cuivre accolé
  2. Là, une seconde réaction se produit car ces électrons percutent les molécules d’eau de la solution conductrice
  3. L’oxydoréduction se réalise alors et génère un courant électrique

Ingénieuse, la pile de Volta sera ensuite perfectionnée jusqu’à devenir les piles et les batteries que l’on connaît aujourd’hui. L’unité de mesure de la tension électrique sera d’ailleurs appelée volt en hommage à Alessandro Volta.

Pourquoi le carillon fonctionne-t-il toujours aujourd’hui ?

Les deux piles qui alimentent le carillon sont recouvertes d’une couche de souffre qui les protègent de l’humidité, mais leur composition interne reste toujours inconnue. Certains pensent qu’il pourrait s’agir de piles Zamboni semblables aux piles voltaïques, à ceci près que les couches de cuivre auraient ici été remplacées par des couches d’argent.

carillon électrique d'Oxford
La longévité des piles du carillon d’Oxford restent un mystère. Photo : DavidCWG

Ce qui interroge quand on essaye de comprendre le carillon d’Oxford, c’est bien-sûr la longévité exceptionnelle de ces deux piles. Comment est-il possible qu’une des plus vieilles piles jamais conçue puisse faire sonner deux cloches pendant plus d’un siècle et demi ?

Heureusement pour les curieux, une explication a tout de même été avancée. Pour générer une force électrostatique capable de repousser le petit pendule, l’appareil doit très probablement fonctionner à haute tension (comme dans les piles Zamboni). Par ce fait, le pendule déplace une parte de la charge qu’il reçoit d’une cloche à l’autre, et inversement. Ce transfert d’énergie pourrait ainsi expliquer pourquoi les piles perdent si peu de leur capacité, car à chaque va-et-vient du pendule elles se redonneraient mutuellement un peu de « jus ».